Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Цю статтю потрібно повністю переписати відповідно до стандартів якості Вікіпедії Ви можете допомогти переробивши її Можл

Хімічна біологія

Хімічна біологія
Цю статтю потрібно повністю переписати відповідно до Вікіпедії. Ви можете допомогти, переробивши її. Можливо, містить зауваження щодо потрібних змін. (квітень 2020)

Хімічна біологія — це наукова дисципліна, що охоплює галузі хімії та біології. Дисципліна передбачає застосування хімічних методик, аналізу, а часто і малих молекул, отриманих за допомогою синтетичної хімії, для вивчення та маніпулювання біологічними системами. На відміну від біохімії, яка передбачає вивчення хімії біомолекул та регулювання біохімічних процесів всередині клітин і між ними, хімічна біологія займається хімією, застосованою до біології (синтез біомолекул, моделювання біологічних систем тощо).

Вступ

Деякі форми хімічної біології намагаються відповісти на біологічні питання, безпосередньо досліджуючи живі системи на хімічному рівні. На відміну від досліджень, що використовують біохімію, генетику чи , де мутагенез може забезпечити нову цікаву для організму клітину чи біомолекул цікаву систему хімічної біології зондує in vitro та in vivo з невеликими молекулами, розробленими для конкретних призначення або визначені на основі біохімічного або клітинного скринінгу (див. хімічну генетику).

Хімічна біологія є однією з декількох , які мають тенденцію відрізнятися від старих, редукціоністських галузей і цілями яких є досягнення опису наукового цілісності. Хімічна біологія має наукові, історичні та філософські корені в медичній хімії, надмолекулярній хімії, біоорганічній хімії, фармакології, генетиці, біохімії та .

Системи, що цікавлять

Методи збагачення протеоміки

Хімічні біологи працюють над покращенням протеоміки шляхом розробки стратегій збагачення, хімічних позначок спорідненості та нових зондів. Зразки для протеоміки часто містять безліч пептидних послідовностей, і послідовність, що представляє інтерес, може бути сильно представлена або має малу кількість, що створює бар'єр для їх виявлення. Хімічні біологічні методи можуть зменшити складність зразка шляхом селективного збагачення за допомогою афінної хроматографії. Це включає націлювання на пептид із відмітною ознакою, такою як або пост-трансляційна модифікація. Розроблені методи, які включають використання антитіл, лектинів для захоплення глікопротеїнів, а також іммобілізованих іонів металів для захоплення фосфорильованих пептидів та ферментних субстратів для захоплення виділених ферментів.

Ферментні зонди

Для дослідження ферментативної активності на відміну від загального білка були розроблені реагенти на основі активності для маркування ферментативно активної форми білків (див. Протеоміка). Наприклад, інгібітори протеїнози серин-гідролази та цистеїну були перетворені на інгібітори самогубств. [2] Ця стратегія розширює можливість вибіркового аналізу складових частин малого ряду шляхом прямого націлювання. [3] Активність ферменту також може контролюватися через перетворений субстрат. [4] Ідентифікація ферментних субстратів є проблемою значних труднощів протеоміки і є життєво важливою для розуміння шляхів передачі сигналу в клітинах. Розроблений метод використовує «аналого-чутливі» кінази для маркування субстратів, використовуючи неприродний аналог АТФ, полегшуючи візуалізацію та ідентифікацію за допомогою унікальної ручки. [5]

Глікобіологія

Хоча ДНК, РНК і білки кодуються на генетичному рівні, глікани (полімери цукру) не кодуються безпосередньо з геному, і для їх вивчення доступно менше інструментів. Отже, глікобіологія — область активних досліджень для хіміків-біологів. Наприклад, клітини можуть забезпечуватися синтетичними варіантами природних цукрів для перевірки їх функції. Дослідницька група Кероліна Бертоцці розробила методи для реакції молекул на поверхні клітин за допомогою синтетичних цукрів.

Комбінаторна хімія

Хімічні біологи використовували автоматизований синтез різних бібліотек з невеликими молекулами для того, щоб провести високопропускний аналіз біологічних процесів. Такі експерименти можуть призвести до виявлення невеликих молекул з антибіотичними чи хіміотерапевтичними властивостями. Ці комбінаторні підходи з хімії ідентичні тим, які застосовуються в галузі фармакології.

Використовуючи біологію

Багато дослідницьких програм також зосереджені на використанні природних біомолекул для виконання біологічних завдань або підтримки нового хімічного методу. У зв'язку з цим дослідники хімічної біології показали, що ДНК може слугувати шаблоном для синтетичної хімії, самозбірні білки можуть служити структурним каркасом нових матеріалів, а РНК може розвиватися in vitro для отримання нової каталітичної функції. Крім того, гетеробіфункціональні (двосторонні) синтетичні малі молекули, такі як димеризатори або PROTAC, об'єднують два білки всередині клітин, що може синтетично індукувати важливі нові біологічні функції, такі як цільова деградація білка.

Синтез пептидів

Хімічний синтез білків є цінним інструментом у хімічній біології, оскільки він дозволяє вводити неприродні амінокислоти, а також залишкові специфічні включення "посттрансляційних модифікацій", таких як фосфорилювання, глікозилювання, ацетилювання та навіть повсюднення. Ці можливості цінні для хіміків-біологів, оскільки неприродні амінокислоти можуть використовуватися для зондування та зміни функціональності білків, тоді як після трансляційні модифікації широко відомі для регулювання структури та активності білків. Хоча для досягнення цих цілей були розроблені суто біологічні методи, хімічний синтез пептидів часто має менший технічний та практичний бар'єр для отримання невеликих кількостей бажаного білка.

Для того, щоб зробити поліпептидні ланцюги розміром з білками через дрібні пептидні фрагменти, зроблені синтезом, хімічні біологи використовують процес нативної хімічної перев'язки. Нативні хімічні перев'язки включають в себе зв'язування С-кінцевого тиоестеру і N-кінцевого цистеїнового залишку, що в кінцевому рахунку призводить до утворення «нативної» амідної зв'язку. Інші стратегії, які використовувались для лігування пептидних фрагментів за допомогою хімії перенесення ацилу, вперше введеної з нативною хімічною лігацією, включають експресовану лігування білка, методи сульфурації / десульфурації та використання знімних допоміжних речовин тиолу.Лігація експресованого білка дозволяє здійснити біотехнологічну установку С-кінцевого тиоестеру з використанням інтейн, тим самим дозволяючи приєднання синтетичного N-кінцевого пептиду до рекомбінантно продукованої С-кінцевої частини. Як методи сульфуризації / десульфурації, так і використання знімних допоміжних речовин тиолу передбачають встановлення синтетичного тіолового фрагмента для проведення стандартної хімії природного хімічного перев'язування з подальшим видаленням допоміжного / тіольного.

Спрямована еволюція

Основною метою білкової інженерії є розробка нових пептидів або білків з бажаною структурою та хімічною активністю. Оскільки наші знання про зв'язок між первинною послідовністю, структурою та функцією білків обмежені, раціональне проектування нових білків з інженерною діяльністю є надзвичайно складним завданням. При спрямованій еволюції повторні цикли генетичної диверсифікації з подальшим процесом скринінгу або відбору можуть бути використані для імітації природного відбору в лабораторії для проектування нових білків з бажаною активністю.

Існує кілька методів створення великих бібліотек варіантів послідовностей. Серед найбільш широко використовуваних є піддавання ДНК УФ-випромінюванню або хімічним мутагенам, схильній до помилок ПЛР, виродженим кодонам або рекомбінації. Після створення великої бібліотеки варіантів використовуються методи вибору або екранування для пошуку мутантів з потрібним атрибутом. Поширені методи відбору / скринінгу включають FACS, дисплей мРНК, фаговий дисплей та <i id="mwdw">in vitro</i> компартменталізацію. Після того, як будуть знайдені корисні варіанти, їх послідовність ДНК ампліфікується і піддається подальшому раунду диверсифікації та відбору.

Нобелівську премію з хімії 2018 року присудили Френсіс Арнольд, Джордж Сміт та Грегорі Вінтер за їх піонерську роботу в напрямку спрямованої еволюції.

Біоортогональні реакції

Для успішного маркування молекули, що цікавить, потрібна спеціальна функціоналізація цієї молекули для хіміоспецифічної реакції з оптичним зондом. Щоб експеримент із маркування вважався надійним, функціоналізація повинна мінімально порушувати систему. На жаль, ці вимоги часто важко виконати. Багато реакцій, зазвичай доступних органічним хімікам в лабораторії, недоступні в живих системах. Водо- і відновно-чутливі реакції не протікали б, реагенти, схильні до нуклеофільної атаки, не забезпечували б хіміоспецифічності, а будь-які реакції з великими кінетичними бар'єрами не знайшли б достатньо енергії у відносно низькому нагріванні середовища живої клітини. Таким чином, хіміки нещодавно розробили групу біоортогональної хімії, яка протікає хіміоспецифічно, незважаючи на середовище відволікаючих реактивних матеріалів in vivo.

З'єднання зонда з цікавою молекулою повинно відбуватися протягом досить короткого проміжку часу; отже, кінетика реакції сполучення повинна бути дуже сприятливою. Хімія клацань добре підходить для заповнення цієї ніші, оскільки реакції клацання швидкі, спонтанні, вибіркові та високопродуктивні. На жаль, найвідоміший "клацання реакції, " а [3 + 2] циклоприєднання між азида і ациклического алкінілу, є мідь-каталізуються, що створює серйозну проблему для використання в природних умовах з — за токсичності Copper. Щоб обійти необхідність в каталізаторі, лабораторія Кероліна Р. Бертоцці ввела притаманний штам алкінових видів за допомогою циклічного алкіну. Зокрема, циклооктин реагує з азидо-молекулами з характерною енергійністю.

Найбільш поширений метод встановлення біоортогональної реактивності в цільовій біомолекулі — це метаболічне маркування. Клітини занурені в середовище, де доступ до поживних речовин обмежений синтетично модифікованими аналогами стандартних видів палива, таких як цукри. Як наслідок, ці змінені біомолекули включаються в клітини так само, як і немодифіковані метаболіти. Потім в систему включається зонд для зображення долі змінених біомолекул. Інші методи функціоналізації включають ферментативне введення азидів у білки та синтез фосфоліпідів, кон'югованих із циклооктинами.

Виявлення біомолекул за допомогою метагеноміки

Досягнення сучасних технологій послідовності в кінці 1990-х років дозволили вченим досліджувати ДНК спільнот організмів у їх природних середовищах («еДНК»), не культивуючи окремих видів у лабораторії. Цей метагеномічний підхід дозволив вченим вивчити широкий вибір організмів, які раніше не характеризувалися, частково через некомпетентні умови росту. Джерела еДНК включають ґрунти, океан, підземну поверхню, гарячі джерела, гідротермальні отвори, полярні крижані шапки, гіперсалінічні середовища існування та екстремальні середовища з рН. З багатьох застосувань метагеноміки такі дослідники, як Джо Хандельсман, Джон Кларді та Роберт М. Гудман, досліджували метагеномічні підходи до відкриття біологічно активних молекул, таких як антибіотики.

image
Огляд метагеномічних методів

Функціональні або гомологічні скринінг-стратегії використовувались для ідентифікації генів, які виробляють невеликі біоактивні молекули. Функціональні метагеномічні дослідження розроблені для пошуку конкретних фенотипів, які пов'язані з молекулами з певними характеристиками. Метагеномічні дослідження гомології, з іншого боку, призначені для вивчення генів для виявлення збережених послідовностей, які раніше були пов'язані з експресією біологічно активних молекул.

Функціональні метагеномічні дослідження дозволяють виявити нові гени, що кодують біологічно активні молекули. Ці аналізи включають аналізи накладення верхнього агару, де антибіотики генерують зони інгібування росту проти досліджуваних мікробів, і pH-аналізи, які можуть екранувати зміну pH завдяки новосинтезованим молекулам, використовуючи показник рН на планшеті з агаром. Скринінг субпренованої субстратом експресії генів (SIGEX), метод скринінгу експресії генів, які індукуються хімічними сполуками, також був використаний для пошуку генів із специфічними функціями. Метагеномічні дослідження, засновані на гомології, призвели до швидкого виявлення генів, які мають гомологічні послідовності, як відомі раніше гени, відповідальні за біосинтез біологічно активних молекул. Як тільки гени секвенуються, вчені можуть порівнювати тисячі бактеріальних геномів одночасно. Перевага перед функціональними метагеномічними аналізами полягає в тому, що метагеномічні дослідження гомології не потребують системи організму господаря для експресії метагеномів, таким чином цей метод може потенційно заощадити час, витрачений на аналіз нефункціональних геномів. Це також призвело до відкриття кількох нових білків і малих молекул. Крім того, в дослідженні кремнію на основі метагеномічного дослідження Глобального океану було виявлено 20 нових лантибіотичних циклаз.

Посттрансляційна модифікація білків з фосфатними групами кіназами є ключовим регуляторним кроком у всіх біологічних системах. Події фосфорилювання, або фосфорилювання білковими кіназами, або дефосфорилювання фосфатазами, призводять до активації білка або дезактивації. Ці події впливають на регуляцію фізіологічних шляхів, що робить здатність розсікати та вивчати ці шляхи невід'ємною частиною розуміння деталей клітинних процесів. Існує ряд проблем — а саме розмір фосфопротеому, швидкоплинний характер подій фосфорилювання та пов'язані з цим фізичні обмеження класичних біологічних та біохімічних методів — які обмежували просування знань у цій галузі.

Завдяки використанню модуляторів малих молекул білкових кіназ хімічні біологи отримали краще розуміння ефектів фосфорилювання білка. Наприклад, неселективні та селективні інгібітори кінази, такі як клас піридинілімідазолових сполук є потужними інгібіторами, корисними для розсічення сигнальних шляхів кіназної MAP. Ці піридинілімідазольні сполуки функціонують, орієнтуючись на кишеню зв'язування АТФ. Хоча цей підхід, як і пов'язані з цим підходи з незначними модифікаціями, виявився ефективним у ряді випадків, ці сполуки не мають достатньої специфіки для більш загальних застосувань. Інший клас сполук, заснований на механізмі інгібіторів, поєднує знання ензимології кінази з раніше використаними мотивами інгібування. Наприклад, «аналог бісубстрату» інгібує дію кінази шляхом зв'язування як збереженого кишені зв'язування АТФ, так і сайту розпізнавання білка / пептиду на специфічній кіназі. Дослідницькі групи також використовували аналоги АТФ як хімічні зонди для вивчення кіназ та ідентифікації їх субстратів.

Успіхи хімічної біології також покращилися за допомогою класичних методів візуалізації дії кінази. Наприклад, розробка пептидних біосенсорів — пептидів, що містять вбудовані фторофори, покращила тимчасову роздільну здатність тестів на зв'язування in vitro. Однією з найкорисніших методик вивчення дії кінази є флуоресцентна резонансна передача енергії (FRET). Щоб використовувати FRET для досліджень фосфорилювання, флуоресцентні білки з'єднуються як з доменом зв'язування фосфоамінокислоти, так і з пептидом, який може фосфорилюватися. При фосфорилюванні або дефосфорилюванні субстратного пептиду відбувається конформаційна зміна, яка призводить до зміни флуоресценції. FRET також використовувались у тандемі з флуоресцентною довічною мікроскопією візуалізації (FLIM) або флуоресцентно кон'югованими антитілами та проточною цитометрією для отримання кількісних результатів з відмінною часовою та просторовою роздільною здатністю.

Біологічна флуоресценція

Хімічні біологи часто вивчають функції біологічних макромолекул, використовуючи методи флуоресценції. Перевага флуоресценції порівняно з іншими методами полягає у її високій чутливості, неінвазивності, безпечному виявленні та здатності модулювати сигнал флуоресценції. Відкриття рогером Ю. Циєном та іншими особами зеленого флуоресцентного білка (GFP), гібридних систем та квантових точок дозволило більш точно оцінити розташування та функціонування білка. Використовуються три основні типи флюорофорів: невеликі органічні барвники, зелені флуоресцентні білки та квантові крапки. Невеликі органічні барвники зазвичай менше 1 кДа і були модифіковані для підвищення фотостабільності та яскравості та зменшення самозатухання. Квантові точки мають дуже різку довжину хвилі, високу молярну поглинальну здатність та квантовий вихід. Як органічні барвники, так і квантові барвники не мають здатності розпізнавати цікавий білок без допомоги антитіл, отже, вони повинні використовувати імуномарки. Флуоресцентні білки генетично кодуються і можуть бути злиті з вашим білком, який вас цікавить. Ще одна техніка генетичного маркування — тетрацистеїнова біарсенічна система, яка потребує модифікації цільової послідовності, яка включає чотири цистеїни, які зв'язують мембраннопроникні біарсенічні молекули, зелений та червоний барвники «FlAsH» та «ReAsH», з пікомолярною спорідненістю. І флуоресцентні білки, і біарсенічний тетрацистеїн можуть експресуватися в живих клітинах, але вони мають великі обмеження в позаматкової експресії і можуть спричинити втрату функції.

Флуоресцентні методи були використані для оцінки ряду білкової динаміки, включаючи відстеження білка, конформаційні зміни, взаємодія білок-білок, синтез і оборот білка, активність ферментів. Три загальні підходи для вимірювання перерозподілу та дифузії білкової сітки — це відстеження одночастинок, кореляційна спектроскопія та фотомаркирування. Під час відстеження однієї частинки окрема молекула повинна бути достатньо яскравою та розрідженою, щоб відстежуватись від одного відео до іншого. Кореляційна спектроскопія аналізує коливання інтенсивності, що виникають внаслідок міграції флуоресцентних об'єктів у невеликий об'єм та з нього у фокусі лазера. При фотомаркеруванні флуоресцентний білок може бути децензований в субклітинній області із застосуванням інтенсивного локального освітлення, а доля позначеної молекули може бути зображена безпосередньо. Майкалет та його співробітники використовували квантові точки для відстеження одночастинок, використовуючи біотин-квантові точки в клітинах HeLa. Один з найкращих способів виявити конформаційні зміни в білках — це маркування білка, що цікавить, двома фторофорами в безпосередній близькості. FRET відповість на внутрішні конформаційні зміни, що є результатом переорієнтації одного фторофору відносно іншого. Можна також використовувати флуоресценцію для візуалізації активності ферментів, як правило, використовуючи протеоміки на основі загартуваної активності (qABP). Ковалентне зв'язування qABP з активним сайтом цільового ферменту забезпечить прямі докази щодо того, чи відповідає фермент за сигнал після вивільнення гасителя та відновлення флуоресценції.

Див. також

Список літератури

  1. Zhao Y, Jensen ON (October 2009). Modification-specific proteomics: strategies for characterization of post-translational modifications using enrichment techniques. Proteomics. 9 (20): 4632—41. doi:10.1002/pmic.200900398. PMC 2892724. PMID 19743430.
  2. Saxon, E. (17 березня 2000). Cell Surface Engineering by a Modified Staudinger Reaction. Science. American Association for the Advancement of Science (AAAS). 287 (5460): 2007—2010. doi:10.1126/science.287.5460.2007. ISSN 0036-8075.
  3. Cermakova K, Hodges HC (August 2018). Next-Generation Drugs and Probes for Chromatin Biology: From Targeted Protein Degradation to Phase Separation. Molecules. 23 (8): 1958. doi:10.3390/molecules23081958. PMC 6102721. PMID 30082609.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом ()
  4. Dawson PE, Muir TW, Clarklewis I, ((Kent SBH)) (1994). Synthesis of proteins by native chemical ligation. Science. 266 (5186): 776—779. Bibcode:1994Sci...266..776D. doi:10.1126/science.7973629. PMID 7973629.
  5. Muir TW, Sondhi D, Cole PA (June 1998). Expressed protein ligation: a general method for protein engineering. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 95 (12): 6705—10. Bibcode:1998PNAS...95.6705M. doi:10.1073/pnas.95.12.6705. PMC 22605. PMID 9618476.
  6. Wu B, Chen J, Warren JD, Chen G, Hua Z, Danishefsky SJ (June 2006). Building complex glycopeptides: Development of a cysteine-free native chemical ligation protocol. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 45 (25): 4116—25. doi:10.1002/anie.200600538. PMID 16710874.
  7. Chatterjee C, McGinty RK, Pellois JP, Muir TW (2007). Auxiliary-mediated site-specific peptide ubiquitylation. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 46 (16): 2814—8. doi:10.1002/anie.200605155. PMID 17366504.
  8. Jäckel C, Kast P, Hilvert D (2008). Protein design by directed evolution. Annu Rev Biophys. 37: 153—73. doi:10.1146/annurev.biophys.37.032807.125832. PMID 18573077.
  9. Taylor SV, Walter KU, Kast P, Hilvert D (September 2001). Searching sequence space for protein catalysts. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 98 (19): 10596—601. Bibcode:2001PNAS...9810596T. doi:10.1073/pnas.191159298. PMC 58511. PMID 11535813.
  10. Bittker JA, Le BV, Liu JM, Liu DR (May 2004). Directed evolution of protein enzymes using nonhomologous random recombination. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 101 (18): 7011—6. Bibcode:2004PNAS..101.7011B. doi:10.1073/pnas.0402202101. PMC 406457. PMID 15118093.
  11. Aharoni A, Griffiths AD, Tawfik DS (April 2005). High-throughput screens and selections of enzyme-encoding genes. Curr Opin Chem Biol. 9 (2): 210—6. doi:10.1016/j.cbpa.2005.02.002. PMID 15811807.
  12. Wilson DS, Keefe AD, Szostak JW (March 2001). The use of mRNA display to select high-affinity protein-binding peptides. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 98 (7): 3750—5. Bibcode:2001PNAS...98.3750W. doi:10.1073/pnas.061028198. PMC 31124. PMID 11274392.
  13. Tawfik DS, Griffiths AD (1998). Man-made cell-like compartments for molecular evolution. Nature Biotechnology. 16 (7): 652—6. doi:10.1038/nbt0798-652. PMID 9661199.
  14. . www.nobelprize.org (англ.). Архів оригіналу за 8 жовтня 2020. Процитовано 7 лютого 2020.
  15. Sletten EM, Bertozzi CR (2009). Bioorthogonal chemistry: fishing for selectivity in a sea of functionality. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 48 (38): 6974—98. doi:10.1002/anie.200900942. PMC 2864149. PMID 19714693.
  16. Kolb HC, Finn MG, Sharpless KB (June 2001). Click Chemistry: Diverse Chemical Function from a Few Good Reactions. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 40 (11): 2004—2021. doi:10.1002/1521-3773(20010601)40:11<2004::AID-ANIE2004>3.0.CO;2-5. PMID 11433435.
  17. Rostovtsev VV, Green LG, Fokin VV, Sharpless KB (July 2002). A stepwise huisgen cycloaddition process: copper(I)-catalyzed regioselective "ligation" of azides and terminal alkynes. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 41 (14): 2596—9. doi:10.1002/1521-3773(20020715)41:14<2596::AID-ANIE2596>3.0.CO;2-4. PMID 12203546.
  18. Agard NJ, Prescher JA, Bertozzi CR (November 2004). A strain-promoted [3 + 2] azide-alkyne cycloaddition for covalent modification of biomolecules in living systems. J. Am. Chem. Soc. 126 (46): 15046—7. doi:10.1021/ja044996f. PMID 15547999.
  19. Hur GH, Meier JL, Baskin J, Codelli JA, Bertozzi CR, Marahiel MA, Burkart MD (April 2009). Crosslinking studies of protein–protein interactions in nonribosomal peptide biosynthesis. Chem. Biol. 16 (4): 372—81. doi:10.1016/j.chembiol.2009.02.009. PMC 2743379. PMID 19345117.
  20. Neef AB, Schultz C (2009). Selective fluorescence labeling of lipids in living cells. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 48 (8): 1498—500. doi:10.1002/anie.200805507. PMID 19145623.
  21. Keller M, Zengler K (February 2004). Tapping into microbial diversity. Nature Reviews Microbiology. 2 (2): 141—50. doi:10.1038/nrmicro819. PMID 15040261.
  22. Handelsman J, Rondon MR, Brady SF, Clardy J, Goodman RM (October 1998). Molecular biological access to the chemistry of unknown soil microbes: a new frontier for natural products. Chem. Biol. 5 (10): R245—9. doi:10.1016/S1074-5521(98)90108-9. PMID 9818143.
  23. Banik JJ, Brady SF (2010). Recent application of metagenomic approaches toward the discovery of antimicrobials and other bioactive small molecules. Current Opinion in Microbiology. 13 (5): 603—609. doi:10.1016/j.mib.2010.08.012. PMC 3111150. PMID 20884282.
  24. Daniel R (2005). The metagenomics of soil. Nature Reviews Microbiology. 3 (6): 470—478. doi:10.1038/nrmicro1160. PMID 15931165.
  25. Bunterngsook B, Kanokratana P, Thongaram T, Tanapongpipat S, Uengwetwanit T, Rachdawong S, Vichitsoonthonkul T, Eurwilaichitr L (2010). Identification and characterization of lipolytic enzymes from a peat-swamp forest soil metagenome. Biosci. Biotechnol. Biochem. 74 (9): 1848—54. doi:10.1271/bbb.100249. PMID 20834152.
  26. Li B, Sher D, Kelly L, Shi YX, Huang K, Knerr PJ, Joewono I, Rusch D, Chisholm SW (2010). Catalytic promiscuity in the biosynthesis of cyclic peptide secondary metabolites in planktonic marine cyanobacteria. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (23): 10430—10435. Bibcode:2010PNAS..10710430L. doi:10.1073/pnas.0913677107. PMC 2890784. PMID 20479271.
  27. Tarrant MK, Cole PA (2009). The Chemical Biology of Protein Phosphorylation. Annual Review of Biochemistry. 78: 797—825. doi:10.1146/annurev.biochem.78.070907.103047. PMC 3074175. PMID 19489734.
  28. Wilson KP, McCaffrey PG, Hsiao K, Pazhanisamy S, Galullo V, Bemis GW, Fitzgibbon MJ, Caron PR, Murcko MA, Su MS (June 1997). The structural basis for the specificity of pyridinylimidazole inhibitors of p38 MAP kinase. Chemistry & Biology. 4 (6): 423—31. doi:10.1016/S1074-5521(97)90194-0. PMID 9224565.
  29. Pargellis C, Tong L, Churchill L, Cirillo PF, Gilmore T, Graham AG, Grob PM, Hickey ER, Moss N, Pav S, Regan J (April 2002). Inhibition of p38 MAP kinase by utilizing a novel allosteric binding site. Nature Structural Biology. 9 (4): 268—72. doi:10.1038/nsb770. PMID 11896401.
  30. Schindler T, Bornmann W, Pellicena P, Miller WT, Clarkson B, Kuriyan J (September 2000). Structural mechanism for STI-571 inhibition of abelson tyrosine kinase. Science. 289 (5486): 1938—42. Bibcode:2000Sci...289.1938S. doi:10.1126/science.289.5486.1938. PMID 10988075.
  31. Parang K, Till JH, Ablooglu AJ, Kohanski RA, Hubbard SR, Cole PA (January 2001). Mechanism-based design of a protein kinase inhibitor. Nature Structural Biology. 8 (1): 37—41. doi:10.1038/83028. PMID 11135668.
  32. Fouda AE, Pflum MK (August 2015). A Cell-Permeable ATP Analogue for Kinase-Catalyzed Biotinylation. Angewandte Chemie. 54 (33): 9618—21. doi:10.1002/anie.201503041. PMC 4551444. PMID 26119262.
  33. Senevirathne C, Embogama DM, Anthony TA, Fouda AE, Pflum MK (January 2016). The generality of kinase-catalyzed biotinylation. . 24 (1): 12—9. doi:10.1016/j.bmc.2015.11.029. PMC 4921744. PMID 26672511.
  34. Anthony, Thilani M.; Dedigama-Arachchige, Pavithra M.; Embogama, D. Maheeka; Faner, Todd R.; Fouda, Ahmed E.; Pflum, Mary Kay H. (2015). ATP Analogs in Protein Kinase Research. У Kraatz, Heinz-Bernhard; Martic, Sanela (ред.). Kinomics: Approaches and Applications. с. 137—68. doi:10.1002/9783527683031.ch6. ISBN . {{}}: Недійсний |deadurl=vanc ()
  35. Sharma V, Wang Q, Lawrence DS (January 2008). Peptide-based fluorescent sensors of protein kinase activity: design and applications. Biochim. Biophys. Acta. 1784 (1): 94—9. doi:10.1016/j.bbapap.2007.07.016. PMC 2684651. PMID 17881302.
  36. Violin JD, Zhang J, Tsein RY, Newton AC (2003). A genetically encoded fluorescent reporter reveals oscillatory phosphorylation by protein kinase C. J. Cell Biol. 161 (5): 899—909. doi:10.1083/jcb.200302125. PMC 2172956. PMID 12782683.
  37. Verveer PJ, Wouters FS, Hansra G, Bornancin F, Bastiaens PI (2000). Quantitative imaging of lateral ERbB1 receptor signal propagation in the plasma membrane. Science. 290 (5496): 1567—1570. Bibcode:2000Sci...290.1567V. doi:10.1126/science.290.5496.1567. PMID 11090353.
  38. Muller S, Demotz S, Bulliard C, Valitutti S (1999). Kinetics and extent of protein tyrosine kinase activation in individual T cells upon antigenic stimulation. Immunology. 97 (2): 287—293. doi:10.1046/j.1365-2567.1999.00767.x. PMC 2326824. PMID 10447744.
  39. Giepmans BNG, Adams SR, Ellisman MH, Tsien RY (2006). The Fluorescent Toolbox for Assessing Protein Location and Function. Science. 312 (5771): 217—224. Bibcode:2006Sci...312..217G. doi:10.1126/science.1124618. PMID 16614209.
  40. Michalet X, Pinaud FF, Bentolila LA, Tsay JM, Doose S, Li JJ, Sundaresan G, Wu AM, Gambhir SS (2005). Quantum Dots for Live Cells, in Vivo Imaging, and Diagnostics. Science. 307 (5709): 538—544. Bibcode:2005Sci...307..538M. doi:10.1126/science.1104274. PMC 1201471. PMID 15681376.
  41. Terai T, Nagano T (2008). Fluorescent probes for bioimaging applications. Current Opinion in Chemical Biology. 12 (5): 515—21. doi:10.1016/j.cbpa.2008.08.007. PMID 18771748.

Подальше читання

Журнали

  • ACS Chemical Biology — новий журнал хімічної біології Американського хімічного товариства.
  • Біоорганічна та лікарська хімія — Журнал тетраедрів для досліджень на стику хімії та біології
  • ChemBioChem — Європейський журнал хімічної біології
  • Хімічна біологія — точка доступу до новин хімічної біології та досліджень з усіх публікацій RSC
  • Cell Chemical Biology — Міждисциплінарний журнал, який публікує праці, що представляють винятковий інтерес у всіх областях на межі між хімією та біологією. chembiol.com [ 17 жовтня 2008 у Wayback Machine.]
  • Журнал хімічної біології — новий журнал, що публікує нову працю та огляди на межі між біологією та фізичними науками, опублікований Springer. посилання [ 28 березня 2018 у Wayback Machine.]
  • Journal of the Royal Society Interface — міждисциплінарна публікація, що сприяє дослідженню на межі фізичних та життєвих наук
  • Molecular BioSystems — журнал хімічної біології з особливим акцентом на взаємозв'язок між хімією та -омічними науками та системною біологією.
  • Nature Chemical Biology — щомісячний мультидисциплінарний журнал, що надає міжнародний форум для своєчасного опублікування значних нових досліджень на межі між хімією та біологією.
  • Wiley Енциклопедія хімічної біології посилання [ 11 жовтня 2012 у Wayback Machine.]

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Cyu stattyu potribno povnistyu perepisati vidpovidno do standartiv yakosti Vikipediyi Vi mozhete dopomogti pererobivshi yiyi Mozhlivo mistit zauvazhennya shodo potribnih zmin kviten 2020 Himichna biologiya ce naukova disciplina sho ohoplyuye galuzi himiyi ta biologiyi Disciplina peredbachaye zastosuvannya himichnih metodik analizu a chasto i malih molekul otrimanih za dopomogoyu sintetichnoyi himiyi dlya vivchennya ta manipulyuvannya biologichnimi sistemami Na vidminu vid biohimiyi yaka peredbachaye vivchennya himiyi biomolekul ta regulyuvannya biohimichnih procesiv vseredini klitin i mizh nimi himichna biologiya zajmayetsya himiyeyu zastosovanoyu do biologiyi sintez biomolekul modelyuvannya biologichnih sistem tosho VstupDeyaki formi himichnoyi biologiyi namagayutsya vidpovisti na biologichni pitannya bezposeredno doslidzhuyuchi zhivi sistemi na himichnomu rivni Na vidminu vid doslidzhen sho vikoristovuyut biohimiyu genetiku chi de mutagenez mozhe zabezpechiti novu cikavu dlya organizmu klitinu chi biomolekul cikavu sistemu himichnoyi biologiyi zonduye in vitro ta in vivo z nevelikimi molekulami rozroblenimi dlya konkretnih priznachennya abo viznacheni na osnovi biohimichnogo abo klitinnogo skriningu div himichnu genetiku Himichna biologiya ye odniyeyu z dekilkoh yaki mayut tendenciyu vidriznyatisya vid starih redukcionistskih galuzej i cilyami yakih ye dosyagnennya opisu naukovogo cilisnosti Himichna biologiya maye naukovi istorichni ta filosofski koreni v medichnij himiyi nadmolekulyarnij himiyi bioorganichnij himiyi farmakologiyi genetici biohimiyi ta Sistemi sho cikavlyatMetodi zbagachennya proteomiki Himichni biologi pracyuyut nad pokrashennyam proteomiki shlyahom rozrobki strategij zbagachennya himichnih poznachok sporidnenosti ta novih zondiv Zrazki dlya proteomiki chasto mistyat bezlich peptidnih poslidovnostej i poslidovnist sho predstavlyaye interes mozhe buti silno predstavlena abo maye malu kilkist sho stvoryuye bar yer dlya yih viyavlennya Himichni biologichni metodi mozhut zmenshiti skladnist zrazka shlyahom selektivnogo zbagachennya za dopomogoyu afinnoyi hromatografiyi Ce vklyuchaye nacilyuvannya na peptid iz vidmitnoyu oznakoyu takoyu yak abo post translyacijna modifikaciya Rozrobleni metodi yaki vklyuchayut vikoristannya antitil lektiniv dlya zahoplennya glikoproteyiniv a takozh immobilizovanih ioniv metaliv dlya zahoplennya fosforilovanih peptidiv ta fermentnih substrativ dlya zahoplennya vidilenih fermentiv Fermentni zondi Dlya doslidzhennya fermentativnoyi aktivnosti na vidminu vid zagalnogo bilka buli rozrobleni reagenti na osnovi aktivnosti dlya markuvannya fermentativno aktivnoyi formi bilkiv div Proteomika Napriklad ingibitori proteyinozi serin gidrolazi ta cisteyinu buli peretvoreni na ingibitori samogubstv 2 Cya strategiya rozshiryuye mozhlivist vibirkovogo analizu skladovih chastin malogo ryadu shlyahom pryamogo nacilyuvannya 3 Aktivnist fermentu takozh mozhe kontrolyuvatisya cherez peretvorenij substrat 4 Identifikaciya fermentnih substrativ ye problemoyu znachnih trudnoshiv proteomiki i ye zhittyevo vazhlivoyu dlya rozuminnya shlyahiv peredachi signalu v klitinah Rozroblenij metod vikoristovuye analogo chutlivi kinazi dlya markuvannya substrativ vikoristovuyuchi neprirodnij analog ATF polegshuyuchi vizualizaciyu ta identifikaciyu za dopomogoyu unikalnoyi ruchki 5 Glikobiologiya Hocha DNK RNK i bilki koduyutsya na genetichnomu rivni glikani polimeri cukru ne koduyutsya bezposeredno z genomu i dlya yih vivchennya dostupno menshe instrumentiv Otzhe glikobiologiya oblast aktivnih doslidzhen dlya himikiv biologiv Napriklad klitini mozhut zabezpechuvatisya sintetichnimi variantami prirodnih cukriv dlya perevirki yih funkciyi Doslidnicka grupa Kerolina Bertocci rozrobila metodi dlya reakciyi molekul na poverhni klitin za dopomogoyu sintetichnih cukriv Kombinatorna himiya Himichni biologi vikoristovuvali avtomatizovanij sintez riznih bibliotek z nevelikimi molekulami dlya togo shob provesti visokopropusknij analiz biologichnih procesiv Taki eksperimenti mozhut prizvesti do viyavlennya nevelikih molekul z antibiotichnimi chi himioterapevtichnimi vlastivostyami Ci kombinatorni pidhodi z himiyi identichni tim yaki zastosovuyutsya v galuzi farmakologiyi Vikoristovuyuchi biologiyu Bagato doslidnickih program takozh zoseredzheni na vikoristanni prirodnih biomolekul dlya vikonannya biologichnih zavdan abo pidtrimki novogo himichnogo metodu U zv yazku z cim doslidniki himichnoyi biologiyi pokazali sho DNK mozhe sluguvati shablonom dlya sintetichnoyi himiyi samozbirni bilki mozhut sluzhiti strukturnim karkasom novih materialiv a RNK mozhe rozvivatisya in vitro dlya otrimannya novoyi katalitichnoyi funkciyi Krim togo geterobifunkcionalni dvostoronni sintetichni mali molekuli taki yak dimerizatori abo PROTAC ob yednuyut dva bilki vseredini klitin sho mozhe sintetichno indukuvati vazhlivi novi biologichni funkciyi taki yak cilova degradaciya bilka Sintez peptidiv Himichnij sintez bilkiv ye cinnim instrumentom u himichnij biologiyi oskilki vin dozvolyaye vvoditi neprirodni aminokisloti a takozh zalishkovi specifichni vklyuchennya posttranslyacijnih modifikacij takih yak fosforilyuvannya glikozilyuvannya acetilyuvannya ta navit povsyudnennya Ci mozhlivosti cinni dlya himikiv biologiv oskilki neprirodni aminokisloti mozhut vikoristovuvatisya dlya zonduvannya ta zmini funkcionalnosti bilkiv todi yak pislya translyacijni modifikaciyi shiroko vidomi dlya regulyuvannya strukturi ta aktivnosti bilkiv Hocha dlya dosyagnennya cih cilej buli rozrobleni suto biologichni metodi himichnij sintez peptidiv chasto maye menshij tehnichnij ta praktichnij bar yer dlya otrimannya nevelikih kilkostej bazhanogo bilka Dlya togo shob zrobiti polipeptidni lancyugi rozmirom z bilkami cherez dribni peptidni fragmenti zrobleni sintezom himichni biologi vikoristovuyut proces nativnoyi himichnoyi perev yazki Nativni himichni perev yazki vklyuchayut v sebe zv yazuvannya S kincevogo tioesteru i N kincevogo cisteyinovogo zalishku sho v kincevomu rahunku prizvodit do utvorennya nativnoyi amidnoyi zv yazku Inshi strategiyi yaki vikoristovuvalis dlya liguvannya peptidnih fragmentiv za dopomogoyu himiyi perenesennya acilu vpershe vvedenoyi z nativnoyu himichnoyu ligaciyeyu vklyuchayut ekspresovanu liguvannya bilka metodi sulfuraciyi desulfuraciyi ta vikoristannya znimnih dopomizhnih rechovin tiolu Ligaciya ekspresovanogo bilka dozvolyaye zdijsniti biotehnologichnu ustanovku S kincevogo tioesteru z vikoristannyam intejn tim samim dozvolyayuchi priyednannya sintetichnogo N kincevogo peptidu do rekombinantno produkovanoyi S kincevoyi chastini Yak metodi sulfurizaciyi desulfuraciyi tak i vikoristannya znimnih dopomizhnih rechovin tiolu peredbachayut vstanovlennya sintetichnogo tiolovogo fragmenta dlya provedennya standartnoyi himiyi prirodnogo himichnogo perev yazuvannya z podalshim vidalennyam dopomizhnogo tiolnogo Spryamovana evolyuciya Osnovnoyu metoyu bilkovoyi inzheneriyi ye rozrobka novih peptidiv abo bilkiv z bazhanoyu strukturoyu ta himichnoyu aktivnistyu Oskilki nashi znannya pro zv yazok mizh pervinnoyu poslidovnistyu strukturoyu ta funkciyeyu bilkiv obmezheni racionalne proektuvannya novih bilkiv z inzhenernoyu diyalnistyu ye nadzvichajno skladnim zavdannyam Pri spryamovanij evolyuciyi povtorni cikli genetichnoyi diversifikaciyi z podalshim procesom skriningu abo vidboru mozhut buti vikoristani dlya imitaciyi prirodnogo vidboru v laboratoriyi dlya proektuvannya novih bilkiv z bazhanoyu aktivnistyu Isnuye kilka metodiv stvorennya velikih bibliotek variantiv poslidovnostej Sered najbilsh shiroko vikoristovuvanih ye piddavannya DNK UF viprominyuvannyu abo himichnim mutagenam shilnij do pomilok PLR virodzhenim kodonam abo rekombinaciyi Pislya stvorennya velikoyi biblioteki variantiv vikoristovuyutsya metodi viboru abo ekranuvannya dlya poshuku mutantiv z potribnim atributom Poshireni metodi vidboru skriningu vklyuchayut FACS displej mRNK fagovij displej ta lt i id mwdw gt in vitro lt i gt kompartmentalizaciyu Pislya togo yak budut znajdeni korisni varianti yih poslidovnist DNK amplifikuyetsya i piddayetsya podalshomu raundu diversifikaciyi ta vidboru Nobelivsku premiyu z himiyi 2018 roku prisudili Frensis Arnold Dzhordzh Smit ta Gregori Vinter za yih pionersku robotu v napryamku spryamovanoyi evolyuciyi Bioortogonalni reakciyi Dlya uspishnogo markuvannya molekuli sho cikavit potribna specialna funkcionalizaciya ciyeyi molekuli dlya himiospecifichnoyi reakciyi z optichnim zondom Shob eksperiment iz markuvannya vvazhavsya nadijnim funkcionalizaciya povinna minimalno porushuvati sistemu Na zhal ci vimogi chasto vazhko vikonati Bagato reakcij zazvichaj dostupnih organichnim himikam v laboratoriyi nedostupni v zhivih sistemah Vodo i vidnovno chutlivi reakciyi ne protikali b reagenti shilni do nukleofilnoyi ataki ne zabezpechuvali b himiospecifichnosti a bud yaki reakciyi z velikimi kinetichnimi bar yerami ne znajshli b dostatno energiyi u vidnosno nizkomu nagrivanni seredovisha zhivoyi klitini Takim chinom himiki neshodavno rozrobili grupu bioortogonalnoyi himiyi yaka protikaye himiospecifichno nezvazhayuchi na seredovishe vidvolikayuchih reaktivnih materialiv in vivo Z yednannya zonda z cikavoyu molekuloyu povinno vidbuvatisya protyagom dosit korotkogo promizhku chasu otzhe kinetika reakciyi spoluchennya povinna buti duzhe spriyatlivoyu Himiya klacan dobre pidhodit dlya zapovnennya ciyeyi nishi oskilki reakciyi klacannya shvidki spontanni vibirkovi ta visokoproduktivni Na zhal najvidomishij klacannya reakciyi a 3 2 ciklopriyednannya mizh azida i aciklicheskogo alkinilu ye mid katalizuyutsya sho stvoryuye serjoznu problemu dlya vikoristannya v prirodnih umovah z za toksichnosti Copper Shob obijti neobhidnist v katalizatori laboratoriya Kerolina R Bertocci vvela pritamannij shtam alkinovih vidiv za dopomogoyu ciklichnogo alkinu Zokrema ciklooktin reaguye z azido molekulami z harakternoyu energijnistyu Najbilsh poshirenij metod vstanovlennya bioortogonalnoyi reaktivnosti v cilovij biomolekuli ce metabolichne markuvannya Klitini zanureni v seredovishe de dostup do pozhivnih rechovin obmezhenij sintetichno modifikovanimi analogami standartnih vidiv paliva takih yak cukri Yak naslidok ci zmineni biomolekuli vklyuchayutsya v klitini tak samo yak i nemodifikovani metaboliti Potim v sistemu vklyuchayetsya zond dlya zobrazhennya doli zminenih biomolekul Inshi metodi funkcionalizaciyi vklyuchayut fermentativne vvedennya azidiv u bilki ta sintez fosfolipidiv kon yugovanih iz ciklooktinami Viyavlennya biomolekul za dopomogoyu metagenomiki Dosyagnennya suchasnih tehnologij poslidovnosti v kinci 1990 h rokiv dozvolili vchenim doslidzhuvati DNK spilnot organizmiv u yih prirodnih seredovishah eDNK ne kultivuyuchi okremih vidiv u laboratoriyi Cej metagenomichnij pidhid dozvoliv vchenim vivchiti shirokij vibir organizmiv yaki ranishe ne harakterizuvalisya chastkovo cherez nekompetentni umovi rostu Dzherela eDNK vklyuchayut grunti okean pidzemnu poverhnyu garyachi dzherela gidrotermalni otvori polyarni krizhani shapki gipersalinichni seredovisha isnuvannya ta ekstremalni seredovisha z rN Z bagatoh zastosuvan metagenomiki taki doslidniki yak Dzho Handelsman Dzhon Klardi ta Robert M Gudman doslidzhuvali metagenomichni pidhodi do vidkrittya biologichno aktivnih molekul takih yak antibiotiki Oglyad metagenomichnih metodiv Funkcionalni abo gomologichni skrining strategiyi vikoristovuvalis dlya identifikaciyi geniv yaki viroblyayut neveliki bioaktivni molekuli Funkcionalni metagenomichni doslidzhennya rozrobleni dlya poshuku konkretnih fenotipiv yaki pov yazani z molekulami z pevnimi harakteristikami Metagenomichni doslidzhennya gomologiyi z inshogo boku priznacheni dlya vivchennya geniv dlya viyavlennya zberezhenih poslidovnostej yaki ranishe buli pov yazani z ekspresiyeyu biologichno aktivnih molekul Funkcionalni metagenomichni doslidzhennya dozvolyayut viyaviti novi geni sho koduyut biologichno aktivni molekuli Ci analizi vklyuchayut analizi nakladennya verhnogo agaru de antibiotiki generuyut zoni ingibuvannya rostu proti doslidzhuvanih mikrobiv i pH analizi yaki mozhut ekranuvati zminu pH zavdyaki novosintezovanim molekulam vikoristovuyuchi pokaznik rN na plansheti z agarom Skrining subprenovanoyi substratom ekspresiyi geniv SIGEX metod skriningu ekspresiyi geniv yaki indukuyutsya himichnimi spolukami takozh buv vikoristanij dlya poshuku geniv iz specifichnimi funkciyami Metagenomichni doslidzhennya zasnovani na gomologiyi prizveli do shvidkogo viyavlennya geniv yaki mayut gomologichni poslidovnosti yak vidomi ranishe geni vidpovidalni za biosintez biologichno aktivnih molekul Yak tilki geni sekvenuyutsya vcheni mozhut porivnyuvati tisyachi bakterialnih genomiv odnochasno Perevaga pered funkcionalnimi metagenomichnimi analizami polyagaye v tomu sho metagenomichni doslidzhennya gomologiyi ne potrebuyut sistemi organizmu gospodarya dlya ekspresiyi metagenomiv takim chinom cej metod mozhe potencijno zaoshaditi chas vitrachenij na analiz nefunkcionalnih genomiv Ce takozh prizvelo do vidkrittya kilkoh novih bilkiv i malih molekul Krim togo v doslidzhenni kremniyu na osnovi metagenomichnogo doslidzhennya Globalnogo okeanu bulo viyavleno 20 novih lantibiotichnih ciklaz Posttranslyacijna modifikaciya bilkiv z fosfatnimi grupami kinazami ye klyuchovim regulyatornim krokom u vsih biologichnih sistemah Podiyi fosforilyuvannya abo fosforilyuvannya bilkovimi kinazami abo defosforilyuvannya fosfatazami prizvodyat do aktivaciyi bilka abo dezaktivaciyi Ci podiyi vplivayut na regulyaciyu fiziologichnih shlyahiv sho robit zdatnist rozsikati ta vivchati ci shlyahi nevid yemnoyu chastinoyu rozuminnya detalej klitinnih procesiv Isnuye ryad problem a same rozmir fosfoproteomu shvidkoplinnij harakter podij fosforilyuvannya ta pov yazani z cim fizichni obmezhennya klasichnih biologichnih ta biohimichnih metodiv yaki obmezhuvali prosuvannya znan u cij galuzi Zavdyaki vikoristannyu modulyatoriv malih molekul bilkovih kinaz himichni biologi otrimali krashe rozuminnya efektiv fosforilyuvannya bilka Napriklad neselektivni ta selektivni ingibitori kinazi taki yak klas piridinilimidazolovih spoluk ye potuzhnimi ingibitorami korisnimi dlya rozsichennya signalnih shlyahiv kinaznoyi MAP Ci piridinilimidazolni spoluki funkcionuyut oriyentuyuchis na kishenyu zv yazuvannya ATF Hocha cej pidhid yak i pov yazani z cim pidhodi z neznachnimi modifikaciyami viyavivsya efektivnim u ryadi vipadkiv ci spoluki ne mayut dostatnoyi specifiki dlya bilsh zagalnih zastosuvan Inshij klas spoluk zasnovanij na mehanizmi ingibitoriv poyednuye znannya enzimologiyi kinazi z ranishe vikoristanimi motivami ingibuvannya Napriklad analog bisubstratu ingibuye diyu kinazi shlyahom zv yazuvannya yak zberezhenogo kisheni zv yazuvannya ATF tak i sajtu rozpiznavannya bilka peptidu na specifichnij kinazi Doslidnicki grupi takozh vikoristovuvali analogi ATF yak himichni zondi dlya vivchennya kinaz ta identifikaciyi yih substrativ Uspihi himichnoyi biologiyi takozh pokrashilisya za dopomogoyu klasichnih metodiv vizualizaciyi diyi kinazi Napriklad rozrobka peptidnih biosensoriv peptidiv sho mistyat vbudovani ftorofori pokrashila timchasovu rozdilnu zdatnist testiv na zv yazuvannya in vitro Odniyeyu z najkorisnishih metodik vivchennya diyi kinazi ye fluorescentna rezonansna peredacha energiyi FRET Shob vikoristovuvati FRET dlya doslidzhen fosforilyuvannya fluorescentni bilki z yednuyutsya yak z domenom zv yazuvannya fosfoaminokisloti tak i z peptidom yakij mozhe fosforilyuvatisya Pri fosforilyuvanni abo defosforilyuvanni substratnogo peptidu vidbuvayetsya konformacijna zmina yaka prizvodit do zmini fluorescenciyi FRET takozh vikoristovuvalis u tandemi z fluorescentnoyu dovichnoyu mikroskopiyeyu vizualizaciyi FLIM abo fluorescentno kon yugovanimi antitilami ta protochnoyu citometriyeyu dlya otrimannya kilkisnih rezultativ z vidminnoyu chasovoyu ta prostorovoyu rozdilnoyu zdatnistyu Biologichna fluorescenciya Himichni biologi chasto vivchayut funkciyi biologichnih makromolekul vikoristovuyuchi metodi fluorescenciyi Perevaga fluorescenciyi porivnyano z inshimi metodami polyagaye u yiyi visokij chutlivosti neinvazivnosti bezpechnomu viyavlenni ta zdatnosti modulyuvati signal fluorescenciyi Vidkrittya rogerom Yu Ciyenom ta inshimi osobami zelenogo fluorescentnogo bilka GFP gibridnih sistem ta kvantovih tochok dozvolilo bilsh tochno ociniti roztashuvannya ta funkcionuvannya bilka Vikoristovuyutsya tri osnovni tipi flyuoroforiv neveliki organichni barvniki zeleni fluorescentni bilki ta kvantovi krapki Neveliki organichni barvniki zazvichaj menshe 1 kDa i buli modifikovani dlya pidvishennya fotostabilnosti ta yaskravosti ta zmenshennya samozatuhannya Kvantovi tochki mayut duzhe rizku dovzhinu hvili visoku molyarnu poglinalnu zdatnist ta kvantovij vihid Yak organichni barvniki tak i kvantovi barvniki ne mayut zdatnosti rozpiznavati cikavij bilok bez dopomogi antitil otzhe voni povinni vikoristovuvati imunomarki Fluorescentni bilki genetichno koduyutsya i mozhut buti zliti z vashim bilkom yakij vas cikavit She odna tehnika genetichnogo markuvannya tetracisteyinova biarsenichna sistema yaka potrebuye modifikaciyi cilovoyi poslidovnosti yaka vklyuchaye chotiri cisteyini yaki zv yazuyut membrannopronikni biarsenichni molekuli zelenij ta chervonij barvniki FlAsH ta ReAsH z pikomolyarnoyu sporidnenistyu I fluorescentni bilki i biarsenichnij tetracisteyin mozhut ekspresuvatisya v zhivih klitinah ale voni mayut veliki obmezhennya v pozamatkovoyi ekspresiyi i mozhut sprichiniti vtratu funkciyi Fluorescentni metodi buli vikoristani dlya ocinki ryadu bilkovoyi dinamiki vklyuchayuchi vidstezhennya bilka konformacijni zmini vzayemodiya bilok bilok sintez i oborot bilka aktivnist fermentiv Tri zagalni pidhodi dlya vimiryuvannya pererozpodilu ta difuziyi bilkovoyi sitki ce vidstezhennya odnochastinok korelyacijna spektroskopiya ta fotomarkiruvannya Pid chas vidstezhennya odniyeyi chastinki okrema molekula povinna buti dostatno yaskravoyu ta rozridzhenoyu shob vidstezhuvatis vid odnogo video do inshogo Korelyacijna spektroskopiya analizuye kolivannya intensivnosti sho vinikayut vnaslidok migraciyi fluorescentnih ob yektiv u nevelikij ob yem ta z nogo u fokusi lazera Pri fotomarkeruvanni fluorescentnij bilok mozhe buti decenzovanij v subklitinnij oblasti iz zastosuvannyam intensivnogo lokalnogo osvitlennya a dolya poznachenoyi molekuli mozhe buti zobrazhena bezposeredno Majkalet ta jogo spivrobitniki vikoristovuvali kvantovi tochki dlya vidstezhennya odnochastinok vikoristovuyuchi biotin kvantovi tochki v klitinah HeLa Odin z najkrashih sposobiv viyaviti konformacijni zmini v bilkah ce markuvannya bilka sho cikavit dvoma ftoroforami v bezposerednij blizkosti FRET vidpovist na vnutrishni konformacijni zmini sho ye rezultatom pereoriyentaciyi odnogo ftoroforu vidnosno inshogo Mozhna takozh vikoristovuvati fluorescenciyu dlya vizualizaciyi aktivnosti fermentiv yak pravilo vikoristovuyuchi proteomiki na osnovi zagartuvanoyi aktivnosti qABP Kovalentne zv yazuvannya qABP z aktivnim sajtom cilovogo fermentu zabezpechit pryami dokazi shodo togo chi vidpovidaye ferment za signal pislya vivilnennya gasitelya ta vidnovlennya fluorescenciyi Div takozhHimichna genetika HemogenomikaSpisok literaturiZhao Y Jensen ON October 2009 Modification specific proteomics strategies for characterization of post translational modifications using enrichment techniques Proteomics 9 20 4632 41 doi 10 1002 pmic 200900398 PMC 2892724 PMID 19743430 Saxon E 17 bereznya 2000 Cell Surface Engineering by a Modified Staudinger Reaction Science American Association for the Advancement of Science AAAS 287 5460 2007 2010 doi 10 1126 science 287 5460 2007 ISSN 0036 8075 Cermakova K Hodges HC August 2018 Next Generation Drugs and Probes for Chromatin Biology From Targeted Protein Degradation to Phase Separation Molecules 23 8 1958 doi 10 3390 molecules23081958 PMC 6102721 PMID 30082609 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Obslugovuvannya CS1 Storinki iz nepoznachenim DOI z bezkoshtovnim dostupom posilannya Dawson PE Muir TW Clarklewis I Kent SBH 1994 Synthesis of proteins by native chemical ligation Science 266 5186 776 779 Bibcode 1994Sci 266 776D doi 10 1126 science 7973629 PMID 7973629 Muir TW Sondhi D Cole PA June 1998 Expressed protein ligation a general method for protein engineering Proc Natl Acad Sci USA 95 12 6705 10 Bibcode 1998PNAS 95 6705M doi 10 1073 pnas 95 12 6705 PMC 22605 PMID 9618476 Wu B Chen J Warren JD Chen G Hua Z Danishefsky SJ June 2006 Building complex glycopeptides Development of a cysteine free native chemical ligation protocol Angew Chem Int Ed Engl 45 25 4116 25 doi 10 1002 anie 200600538 PMID 16710874 Chatterjee C McGinty RK Pellois JP Muir TW 2007 Auxiliary mediated site specific peptide ubiquitylation Angew Chem Int Ed Engl 46 16 2814 8 doi 10 1002 anie 200605155 PMID 17366504 Jackel C Kast P Hilvert D 2008 Protein design by directed evolution Annu Rev Biophys 37 153 73 doi 10 1146 annurev biophys 37 032807 125832 PMID 18573077 Taylor SV Walter KU Kast P Hilvert D September 2001 Searching sequence space for protein catalysts Proc Natl Acad Sci USA 98 19 10596 601 Bibcode 2001PNAS 9810596T doi 10 1073 pnas 191159298 PMC 58511 PMID 11535813 Bittker JA Le BV Liu JM Liu DR May 2004 Directed evolution of protein enzymes using nonhomologous random recombination Proc Natl Acad Sci USA 101 18 7011 6 Bibcode 2004PNAS 101 7011B doi 10 1073 pnas 0402202101 PMC 406457 PMID 15118093 Aharoni A Griffiths AD Tawfik DS April 2005 High throughput screens and selections of enzyme encoding genes Curr Opin Chem Biol 9 2 210 6 doi 10 1016 j cbpa 2005 02 002 PMID 15811807 Wilson DS Keefe AD Szostak JW March 2001 The use of mRNA display to select high affinity protein binding peptides Proc Natl Acad Sci USA 98 7 3750 5 Bibcode 2001PNAS 98 3750W doi 10 1073 pnas 061028198 PMC 31124 PMID 11274392 Tawfik DS Griffiths AD 1998 Man made cell like compartments for molecular evolution Nature Biotechnology 16 7 652 6 doi 10 1038 nbt0798 652 PMID 9661199 www nobelprize org angl Arhiv originalu za 8 zhovtnya 2020 Procitovano 7 lyutogo 2020 Sletten EM Bertozzi CR 2009 Bioorthogonal chemistry fishing for selectivity in a sea of functionality Angew Chem Int Ed Engl 48 38 6974 98 doi 10 1002 anie 200900942 PMC 2864149 PMID 19714693 Kolb HC Finn MG Sharpless KB June 2001 Click Chemistry Diverse Chemical Function from a Few Good Reactions Angew Chem Int Ed Engl 40 11 2004 2021 doi 10 1002 1521 3773 20010601 40 11 lt 2004 AID ANIE2004 gt 3 0 CO 2 5 PMID 11433435 Rostovtsev VV Green LG Fokin VV Sharpless KB July 2002 A stepwise huisgen cycloaddition process copper I catalyzed regioselective ligation of azides and terminal alkynes Angew Chem Int Ed Engl 41 14 2596 9 doi 10 1002 1521 3773 20020715 41 14 lt 2596 AID ANIE2596 gt 3 0 CO 2 4 PMID 12203546 Agard NJ Prescher JA Bertozzi CR November 2004 A strain promoted 3 2 azide alkyne cycloaddition for covalent modification of biomolecules in living systems J Am Chem Soc 126 46 15046 7 doi 10 1021 ja044996f PMID 15547999 Hur GH Meier JL Baskin J Codelli JA Bertozzi CR Marahiel MA Burkart MD April 2009 Crosslinking studies of protein protein interactions in nonribosomal peptide biosynthesis Chem Biol 16 4 372 81 doi 10 1016 j chembiol 2009 02 009 PMC 2743379 PMID 19345117 Neef AB Schultz C 2009 Selective fluorescence labeling of lipids in living cells Angew Chem Int Ed Engl 48 8 1498 500 doi 10 1002 anie 200805507 PMID 19145623 Keller M Zengler K February 2004 Tapping into microbial diversity Nature Reviews Microbiology 2 2 141 50 doi 10 1038 nrmicro819 PMID 15040261 Handelsman J Rondon MR Brady SF Clardy J Goodman RM October 1998 Molecular biological access to the chemistry of unknown soil microbes a new frontier for natural products Chem Biol 5 10 R245 9 doi 10 1016 S1074 5521 98 90108 9 PMID 9818143 Banik JJ Brady SF 2010 Recent application of metagenomic approaches toward the discovery of antimicrobials and other bioactive small molecules Current Opinion in Microbiology 13 5 603 609 doi 10 1016 j mib 2010 08 012 PMC 3111150 PMID 20884282 Daniel R 2005 The metagenomics of soil Nature Reviews Microbiology 3 6 470 478 doi 10 1038 nrmicro1160 PMID 15931165 Bunterngsook B Kanokratana P Thongaram T Tanapongpipat S Uengwetwanit T Rachdawong S Vichitsoonthonkul T Eurwilaichitr L 2010 Identification and characterization of lipolytic enzymes from a peat swamp forest soil metagenome Biosci Biotechnol Biochem 74 9 1848 54 doi 10 1271 bbb 100249 PMID 20834152 Li B Sher D Kelly L Shi YX Huang K Knerr PJ Joewono I Rusch D Chisholm SW 2010 Catalytic promiscuity in the biosynthesis of cyclic peptide secondary metabolites in planktonic marine cyanobacteria Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 107 23 10430 10435 Bibcode 2010PNAS 10710430L doi 10 1073 pnas 0913677107 PMC 2890784 PMID 20479271 Tarrant MK Cole PA 2009 The Chemical Biology of Protein Phosphorylation Annual Review of Biochemistry 78 797 825 doi 10 1146 annurev biochem 78 070907 103047 PMC 3074175 PMID 19489734 Wilson KP McCaffrey PG Hsiao K Pazhanisamy S Galullo V Bemis GW Fitzgibbon MJ Caron PR Murcko MA Su MS June 1997 The structural basis for the specificity of pyridinylimidazole inhibitors of p38 MAP kinase Chemistry amp Biology 4 6 423 31 doi 10 1016 S1074 5521 97 90194 0 PMID 9224565 Pargellis C Tong L Churchill L Cirillo PF Gilmore T Graham AG Grob PM Hickey ER Moss N Pav S Regan J April 2002 Inhibition of p38 MAP kinase by utilizing a novel allosteric binding site Nature Structural Biology 9 4 268 72 doi 10 1038 nsb770 PMID 11896401 Schindler T Bornmann W Pellicena P Miller WT Clarkson B Kuriyan J September 2000 Structural mechanism for STI 571 inhibition of abelson tyrosine kinase Science 289 5486 1938 42 Bibcode 2000Sci 289 1938S doi 10 1126 science 289 5486 1938 PMID 10988075 Parang K Till JH Ablooglu AJ Kohanski RA Hubbard SR Cole PA January 2001 Mechanism based design of a protein kinase inhibitor Nature Structural Biology 8 1 37 41 doi 10 1038 83028 PMID 11135668 Fouda AE Pflum MK August 2015 A Cell Permeable ATP Analogue for Kinase Catalyzed Biotinylation Angewandte Chemie 54 33 9618 21 doi 10 1002 anie 201503041 PMC 4551444 PMID 26119262 Senevirathne C Embogama DM Anthony TA Fouda AE Pflum MK January 2016 The generality of kinase catalyzed biotinylation Bioorganic amp Medicinal Chemistry 24 1 12 9 doi 10 1016 j bmc 2015 11 029 PMC 4921744 PMID 26672511 Anthony Thilani M Dedigama Arachchige Pavithra M Embogama D Maheeka Faner Todd R Fouda Ahmed E Pflum Mary Kay H 2015 ATP Analogs in Protein Kinase Research U Kraatz Heinz Bernhard Martic Sanela red Kinomics Approaches and Applications s 137 68 doi 10 1002 9783527683031 ch6 ISBN 978 3 527 68303 1 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite book title Shablon Cite book cite book a Nedijsnij deadurl vanc dovidka Sharma V Wang Q Lawrence DS January 2008 Peptide based fluorescent sensors of protein kinase activity design and applications Biochim Biophys Acta 1784 1 94 9 doi 10 1016 j bbapap 2007 07 016 PMC 2684651 PMID 17881302 Violin JD Zhang J Tsein RY Newton AC 2003 A genetically encoded fluorescent reporter reveals oscillatory phosphorylation by protein kinase C J Cell Biol 161 5 899 909 doi 10 1083 jcb 200302125 PMC 2172956 PMID 12782683 Verveer PJ Wouters FS Hansra G Bornancin F Bastiaens PI 2000 Quantitative imaging of lateral ERbB1 receptor signal propagation in the plasma membrane Science 290 5496 1567 1570 Bibcode 2000Sci 290 1567V doi 10 1126 science 290 5496 1567 PMID 11090353 Muller S Demotz S Bulliard C Valitutti S 1999 Kinetics and extent of protein tyrosine kinase activation in individual T cells upon antigenic stimulation Immunology 97 2 287 293 doi 10 1046 j 1365 2567 1999 00767 x PMC 2326824 PMID 10447744 Giepmans BNG Adams SR Ellisman MH Tsien RY 2006 The Fluorescent Toolbox for Assessing Protein Location and Function Science 312 5771 217 224 Bibcode 2006Sci 312 217G doi 10 1126 science 1124618 PMID 16614209 Michalet X Pinaud FF Bentolila LA Tsay JM Doose S Li JJ Sundaresan G Wu AM Gambhir SS 2005 Quantum Dots for Live Cells in Vivo Imaging and Diagnostics Science 307 5709 538 544 Bibcode 2005Sci 307 538M doi 10 1126 science 1104274 PMC 1201471 PMID 15681376 Terai T Nagano T 2008 Fluorescent probes for bioimaging applications Current Opinion in Chemical Biology 12 5 515 21 doi 10 1016 j cbpa 2008 08 007 PMID 18771748 Podalshe chitannyaZhurnali ACS Chemical Biology novij zhurnal himichnoyi biologiyi Amerikanskogo himichnogo tovaristva Bioorganichna ta likarska himiya Zhurnal tetraedriv dlya doslidzhen na stiku himiyi ta biologiyi ChemBioChem Yevropejskij zhurnal himichnoyi biologiyi Himichna biologiya tochka dostupu do novin himichnoyi biologiyi ta doslidzhen z usih publikacij RSC Cell Chemical Biology Mizhdisciplinarnij zhurnal yakij publikuye praci sho predstavlyayut vinyatkovij interes u vsih oblastyah na mezhi mizh himiyeyu ta biologiyeyu chembiol com 17 zhovtnya 2008 u Wayback Machine Zhurnal himichnoyi biologiyi novij zhurnal sho publikuye novu pracyu ta oglyadi na mezhi mizh biologiyeyu ta fizichnimi naukami opublikovanij Springer posilannya 28 bereznya 2018 u Wayback Machine Journal of the Royal Society Interface mizhdisciplinarna publikaciya sho spriyaye doslidzhennyu na mezhi fizichnih ta zhittyevih nauk Molecular BioSystems zhurnal himichnoyi biologiyi z osoblivim akcentom na vzayemozv yazok mizh himiyeyu ta omichnimi naukami ta sistemnoyu biologiyeyu Nature Chemical Biology shomisyachnij multidisciplinarnij zhurnal sho nadaye mizhnarodnij forum dlya svoyechasnogo opublikuvannya znachnih novih doslidzhen na mezhi mizh himiyeyu ta biologiyeyu Wiley Enciklopediya himichnoyi biologiyi posilannya 11 zhovtnya 2012 u Wayback Machine

Дата публікації:
Топ